KR19990001470U - 고주파 전자식 점화장치 - Google Patents

Abstract

석유나 경유 및 가스 등의 연료를 연소시켜 에너지를 획득하는 전자식 연소장치에서 입력되는 교류 전압을 소정의 상태로 승압시켜 연속정격 이상의 점화방전을 제공하도록 한 고주파 전자식 점화장치에 관한 것으로, 소정 개수의 다이오드가 직렬로 접속되어 교류원과 순방향으로 연결되며, 교류원의 전압을 반파 정류하는 제1정류부와, 저항을 병렬로 접속하여 반파 정류되어 인가되는 전압의 세기를 조정하는 과전류 방지부와, 소정 개수의 다이오드가 직렬로 접속되어 교류원의 다른 일단에 연결되며, 교류원 전압을 음의 반파 정류하여 트랜스의 일차 코일 일단에 공급하는 제2정류부와, 제1정류부를 통해 인가되는 전압에 충방전 동작을 실행하는 컨덴서와, 컨덴서의 충방전 동작과 동시에 스위칭 온 오프되어 트랜스의 일차 코일 전류의 단속으로 이차측 코일로 고전압의 유기를 실행하는 트랜지스터와, 충방전의 동작을 통해 트랜지스터의 온 오프 주기를 설정하여 주는 컨덴서와, 저항과 병렬로 접속된 다이오드로 이루어지며, 컨덴서에 인가되는 전류량을 미세 조정하는 전류 조정부와, 트랜지스터의 스위칭 오프 상태에서 바이패스 저항을 통해 게이트 단자에 인가되는 전압에 스위칭되어 컨덴서의 잔류 전압을 방전시키는 실리콘 정류기와, 전류 조정부와 순방향으로 접속되어, 트랜지스터측에 포지티브의 전류 공급을 유지하여 주는 다이오드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고주파 전자식 점화장치

본 고안은 전자식 점화장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게 석유나 경유 및 가스 등의 연료를 연소시켜 에너지를 획득하는 연소장치에서 입력되는 교류 전압을 음의 반파 정류(Negative Half Wave)를 통한 고전압의 승압으로 연속정격 이상의 점화방전을 제공하도록 한 고주파 전자식 점화장치에 관한 것이다.

일반적으로 석유나 경유 및 가스 등의 연료를 사용하는 연소장치, 예를 들어 보일러에서는 연료의 연소를 위하여 입력되는 상용 전원(110V 내지 220V)의 교류 전류를 고전압으로 승압한 다음 연소실내에 구비되는 점화수단에 순간방전하여 공급되는 연료의 연소를 유도한다.

상기에서 입력되는 교류 전류를 승압하는 수단으로는 승압용 트랜스 포머(Transformer)를 사용하는데, 이는 소정의 형상을 갖는 페라이트 코어(Ferrite Core)에 일차측 코일과 이차측 코일이 소정의 비로 권선되어 구성된다.

상기의 트랜스 포머는 일차측 코일에 유입되는 공급원의 전류를 순간적으로 단속하게 되면 일차측 코일에 흐르던 전류가 2차측 코일로 유기되며, 유기되는 전류는 1차측 코일과 2차측 코일과의 권선비에 따라 고전압으로 승압된 다음 점화수단을 통해 순간방전을 실행한다.

종래의 연소장치 즉, 보일러에서 스파크 전압을 발생시키기 위하여 사용되어 지는 트랜스 포머의 경우 철심 코어에 1차측 코일과 2차측 코일을 소정의 비로 권선하여 설정된 권선비에 따라 소정의 전압을 일방적으로 방전하는 누설형이나 누설형 트랜스에 전자 제어수단을 추가한 펄스형을 널리 사용하고 있다.

이는 설정된 시정수에 따라 1분 12초의 운전상태를 유지하는 방전의 기능과 4분 48초 휴지의 운행이 실행되도록 되어 있어 6분 20%의 단시간 정격에 한정되어 사용되고 있다.

종래의 점화장치는 입력전류가 높고 연속방전이 60분 이상을 실행하는 연속정격 출력에 대해서는 매우 취약한 구조를 갖고 있으며, 또한 연속적인 운전시 정상적인 연소의 효율성을 얻지 못하는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 바와같은 제반적인 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 음의 반파 주파수의 발진을 통해 연속 정격 이상의 방전을 실행할수 있는 고주파 전자식 점화장치를 제공하도록 하여 연소의 효율을 개선하고, 입력전류의 감소를 유도하여 절전의 기능을 향상시키며, 연속적인 정격 이상의 방전이 진행되도록 하여 연소장치의 사용에 효율성을 제공하도록 한 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 일차측 코일과 이차측 코일이 소정의 권선비로 권선된 트랜스를 구비하는 전자식 점화장치에 있어서, 소정 개수의 다이오드가 직렬로 접속되어 교류원과 순방향으로 연결되며, 상기 교류원에서 인가되는 전압을 반파 정류하는 제1정류부와, 소정의 값을 갖는 저항을 병렬로 접속하여 상기 반파 정류되어 인가되는 전압의 세기를 조정하는 과전류 방지부와, 소정 개수의 다이오드가 직렬로 접속되어 상기 교류원의 다른 일단에 연결되며, 상기 교류원에서 인가되는 전압을 음의 반파 정류하여 상기 트랜스의 일차 코일 일단에 공급하는 제2정류부와, 상기 제1정류부를 통해 인가되는 전압에 충방전 동작을 실행하는 컨덴서와, 컨덴서의 충방전 동작과 동시에 스위칭 온 오프되어 트랜스의 일차 코일 인가되는 전류의 단속으로 이차측 코일로 고전압의 유기를 실행하는 트랜지스터와, 충방전의 동작을 통해 상기 트랜지스터의 온 오프 주기를 설정하여 주는 컨덴서와, 저항과 이에 병렬로 접속된 다이오드로 이루어지며, 상기 컨덴서에 인가되는 전류량을 미세 조정하여 충전 동작에 안정성을 유지하여 주는 전류 조정부와, 상기 트랜지스터의 스위칭 오프 상태에서 바이패스 저항을 통해 게이트 단자에 인가되는 전압에 스위칭되어 상기 컨덴서의 잔류 전압을 방전시키는 실리콘 제어 정류기와, 상기 전류 조정부와 순방향으로 접속되어, 상기 트랜지스터측에 포지티브의 전류 공급을 유지하여 주는 다이오드를 포함하는 구성으로 음의 반파 정류 고전압을 출력하며, 연속 정격 이상의 출력을 유지하도록 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 고주파 전자식 점화장치의 구성을 보이는 회로도이고,

도 2는 도 1의 본 발명에서 음의 반파 파형을 보이는 그래프이며,

도 3은 도 2에서 임의의 부분에 대한 음의 반파 파형을 확대한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 교류원 20 : 제1정류부

30 : 과전류 방지부 40 : 제2정류부

50 : 트랜스 60 : 전류 조정부

R1 - R7 : 저항 D1 - D16 : 다이오드

C1 - C3 : 콘덴서 VR : 바리스터

SCR : 실리콘 제어 정류기

이하, 첨부된 도면을 참조로하여 본 고안의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와같이 본 고안에 따른 고주파 전자식 점화장치는, 소정의 전압과 전류를 공급하는 교류원(10)과, 상기 교류원(10)의 일단에 순방향으로 소정 개수의(바람직하게는 6개) 다이오드(D1-D6)가 직렬로 접속되고, 상기 교류원(10)에서 인가되는 공급전압을 반파정류하여 정의 직류 성분으로 추출하며, 트랜스(50)의 제1 일차코일(L1)에 인가되는 전류의 단속시 트랜스(50)로 부터 상기 교류원(10)측으로 유기되는 역방향의 전압 및 낙뢰시 기기를 보호하여 주는 제1정류부(20)와, 소정의 값을 갖는 저항(R1,R2)이 병렬로 접속되어 상기 제1정류부(10)에서 반파 정류되어 인가되는 전류의 흐름을 조정하여 후단에 접속되는 각 소자로의 과전류의 유입을 방지하여 주는 과전류 방지부(30)와, 상기 교류원(10)의 다른 일단에 병렬로서, 역방향으로 소정 개수(바람직하게는 6개)의 다이오드(D7-D12)가 직렬로 접속되어 인가되는 교류원(10)의 전류를 반파정류하여 첨부된 2 및 도 3과 같은 음의 반파를 출력하는 제2정류부(40)와, 상기 과전류 방지부(30)와 상기 제2정류부(40)의 사이에 순방향으로 접속되어 설정된 시정수에 의하여 인가되는 전류의 단속시 제1,제2 이차측 코일(L3,L4)로 첨부된 도 2 및 도 3에서 알 수 있는 바와같은 음의 반파 고전류를 유기시키는 트랜스(50)의 제1,제2 일차 코일(L1,L2)과, 상기 과전류 방지부(30)의 출력단과 상기 교류원(10)의 다른 일단과 병렬로 접속되어 충반전의 동작을 통해 전류의 세기를 조정하는 컨덴서(C1)와, 상기 교류원(10)에서 인가되는 전류에 충전된 다음 설정된 시정수에 의해 방전의 동작을 실행하며, 충방전 동작에 따라 트랜스(50)의 제1 일차 코일(L1) 전류를 단속하여 제1 이차 코일(L3)로 음의 반파 고전압을 유기시키는 컨덴서(C2)와, 상기 컨덴서(C2)의 일단에 연결되어 역전류의 방지 및 승압의 작용을 실행하는 다이오드(D13)와, 상기 다이오드(D13)의 캐소우드 단에 콜렉터단이 연결되고, 에미터단이 제2 일차코일(L2)에 접속되며, 베이스단이 상기 과전류 방지부(30)의 출력단과 접속된 저항(R3)과 양의 파형 제공용 다이오드(D15,D16)의 출력단 사이에 접속되는 스위칭 트랜지스터(Q1)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 단에 병렬로 접속되어 충방전의 동작에 따라 상기 트랜지스터(Q1)의 온 오프 시간을 설정하여 주는 컨덴서(C3)와, 상기 트랜스(50)의 제2 일차코일(L2)의 출력단에 병렬로 접속된 다이오드(D14) 및 저항(R7)과 상기 저항(R7)과 직렬로 접속된 저항(R6)으로 이루어지며, 상기 제2 일차코일(L2)을 순회하여 컨덴서(C3)에 충전되는 전류의 세기를 조정하여 주는 전류 조정부(60)와, 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터 단과 저항(R5)이 실리콘 제어 정류기(SCR)의 게이트 단에 연결되며, 애노우드 단자는 상기 전류 조정부(60)의 출력단과 연결되고, 캐소우드 단자는 상기 교류원(10)에 순방향으로 연결되어 상기 트랜지스터(Q1)의 스위칭 오프의 상태에서 잔류 전류의 방전을 유도하는 실리콘 제어 정류기(SCR)와, 상기 실리콘 제어 정류기(SCR)의 게이트 단에 연결되는 저항(R5)과 접속되어 상기 트랜지스터(Q1)의 바이패스 전압을 일정하게 잔류시켜 상기 실리콘 제어 정류기(SCR)의 스위칭 동작을 안정되게 유지하여 주는 저항(R4)과, 상기 제1 제2 일차코일(L1,L2)에 인가되는 전류의 단속에 따라 유기되는 전류를 설정된 권선비로 승압하는 트랜스(50)의 제1,제2 이차코일(L3,L4)로 이루어진다.

전술한 바와같은 구조로 이루어지는 본 고안에 따른 고주파 전자식 점화장치에서 음의 반파 출력에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.

미도시된 운전 스위치의 스위칭에 의하여 운전동작이 시작되면 교류원(10) 전원이 본 고안에 따른 점화장치의 각 부하측에 공급된다.

이때, 교류원(10)에서 출력되는 전압은 소정 개수의 다이오드(D1-D6)가 순방향으로 연결되어 있는 제1정류부(20)에 의하여 양의 직류 성분으로 반파 정류된 다음 저항(R1,R2)이 병렬로 접속되는 과전류 방지부(20)를 통해 전류의 레벨이 소정의 상태로 조정되어 출력되면, 상기 교류원(10)을 기준으로 하여 양단간에 접속되어 있는 컨덴서(C1,C2)는 인가되는 정전류를 설정된 용량만큼 충전한 다음 방전 동작을 실행하여 전류의 세기를 보상시켜 출력한다.

또한, 상기 교류원(10)의 다른 일단과 직렬로 소정 개수의 다이오드(D7-D12)가 접속된 제2정류부(40)는 첨부된 도 2 및 도3에서 알 수 있는 바와같은 인가되는 교류원(10)의 전압을 음의 반파 정류한 다음 트랜스(50)의 제1,제2 일차 코일(L1,L2)에 인가한다.

상기와 같이 동작되는 상태에서 상기 컨덴서(C2)가 설정된 용량의 충전을 실행한 다음 방전 동작을 수행하게 되면 트랜스(50)의 제1,제2 일차 코일(L1,L2)이 여자되며, 컨덴서(C2)의 방전 동작이 완료되어 충전 동작으로 전환하게 되면 트랜스(50)의 제1 일차 코일(L1)측에 공급되는 전류의 차단으로 인하여 제1,제2 이차 코일(L3,L4)측으로 고전압이 유기되는데, 상기와 같이 컨덴서(C2)의 충전 및 방전 동작의 반복으로 고전압의 발진이 실행된다.

이와 동시에 저항(R3)을 통한 교류원(10)의 전압이 컨덴서(C3)에 인가되어 충전 동작과 방전의 동작을 반복적으로 실행하는데, 이 충전 및 방전의 반복적인 동작에 의하여 트랜지스터(Q1)가 온 오프 스위칭되어 발진되는 전압을 일정한 주기로 스위칭 한다.

상기에서 트랜지스터(Q1)가 스위칭 온 동작을 실행하는 경우 콜렉터 단에 연결되는 상기 컨덴서(C2)의 방전전압은 다이오드(D13)에 의하여 내전압이 승압된 다음 에미터 단측으로 유기되므로 제1,제2 일차 코일(L1,L2)을 여자 상태로 형성시키고, 상기 트랜지스터(Q1)가 오프의 동작이 진행되면 제1,제2 일차 코일(L1,L2)에 인가되는 전류의 공급이 단속되어 트랜스(50)의 제1,제2 이차 코일(L3,L4)측으로 고전압을 유기시킨다.

상기와 같은 충 방전의 동작과 트랜지스터(Q1)이 스위칭 동작 및 제2정류부(40)의 음의 반파 정류의 동작에 의하여 첨부된 도 2 및 도 3과 같은 고주파의 발진이 유도되는 상태에서 저항(R6,R7)과 다이오드(D14)로 이루어지는 전류 조정부(60)는 트랜지스터(Q1) 온 오프 설정용 컨덴서(C3)의 안정된 동작을 유지시켜 주기 위하여 트랜스(50)의 제2 일차 코일(L2)을 통해 인가되는 전류를 미세 조정하여 고주파의 발진을 안정되게 유지하여 주며, 상기 전류 조정부(60)의 출력측에 접속되는 다이오드(D15,D16)는 상기 트랜지스터(Q1)의 베이스 단자에 포지티브 파형을 공급하여 준다.

또한, 상기 트랜지스터(Q1)가 오프 상태에서 컨덴서(C3)에 잔존하는 잔류 전압 및 트랜스(50) 제2 일차 코일(L2)의 잔류 기전력은 저항(R4)을 통해 바이패스 전압이 실리콘 제어 정류기(SCR)의 게이트 단자에 공급되므로 상기 실리콘 제어 정류기(SCR)가 온 동작되어 컨덴서(C3)의 잔류 방전 전압과 제2 일차 코일(L2)의 잔류 기전력이 제거되어 트랜지스터(Q1)의 안정된 스위칭 주기를 유지하여 준다.

또한, 바리스터(VR)는 상기 트랜지스터(Q1)의 반복적인 온 오프의 동작중에 발생하는 역 써지 전압을 흡수하여 트랜지스터(Q1)의 파손을 방지하여 준다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 연소장치에서 점화수단측에 고전압의 스파크를 위해 공급하는 고전압을 음의 반파로 정류하여 공급하므로 정격 이상의 연속적인 방전 동작이 유지되어 연속적인 연소의 동작에 효율을 제공하고, 입력되는 전류의 감소가 유지되어 전력이 효율적으로 사용된다.

Claims (3)

1. 일차측 코일과 이차측 코일이 소정의 권선비로 권선된 트랜스를 구비하는 전자식 점화장치에 있어서, 소정 개수의 다이오드(D1-D6)가 직렬로 접속되어 교류원(10)과 순방향으로 연결되며, 상기 교류원(10)에서 인가되는 전압을 반파 정류하는 제1정류부(20)와;

   소정의 값을 갖는 저항(R1,R2)을 병렬로 접속하여 상기 반파 정류되어 인가되는 전압의 세기를 조정하는 과전류 방지부(30)와;

   소정 개수의 다이오드(D7-D12)가 직렬로 접속되어 상기 교류원(10)의 다른 일단에 연결되며, 상기 교류원(10)에서 인가되는 전압을 음의 반파 정류하여 상기 트랜스의 일차 코일 일단에 공급하는 제2정류부(40)와;

   상기 제1정류부(20)를 통해 인가되는 전압에 충방전 동작을 실행하는 컨덴서(C1,C2)와;

   상기 컨덴서(C2)의 충방전 동작과 동시에 스위칭 온 오프되어 트랜스의 일차 코일 인가되는 전류의 단속으로 이차측 코일로 고전압의 유기를 실행하는 트랜지스터(Q1)와;

   충방전의 동작을 통해 상기 트랜지스터(Q1)의 온 오프 주기를 설정하여 주는 컨덴서(C3)와;

   저항(R6,R7)과 이에 병렬로 접속된 다이오드(D14)로 이루어지며, 상기 컨덴서(C3)에 인가되는 전류량을 미세 조정하여 충전 동작에 안정성을 유지하여 주는 전류 조정부(60)와;

   상기 트랜지스터(Q1)의 스위칭 오프 상태에서 바이패스 저항(R4)을 통해 게이트 단자에 인가되는 전압에 스위칭되어 상기 컨덴서(C3)의 잔류 전압을 방전시키는 실리콘 제어 정류기(SCR)와;

   상기 전류 조정부(60)와 순방향으로 접속되어, 상기 트랜지스터(Q1)측에 포지티브의 전류 공급을 유지하여 주는 다이오드(D15,D16)를 포함하여, 교류원의 공급전압을 음의 반파 정류를 통한 승압으로 정격 이상의 연속 방전을 실행할수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 고주파 전자식 점화장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨덴서(C2)는 상기 트랜스 일차 코일에 인가되는 전류의 단속을 통해 고주파를 발진시키기 위한 시정수가 설정되는 것을 특징으로 하는 고주파 전자식 점화장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 과전류 방지부(30)의 출력단과 상기 트랜지스터(Q1)의 에미터 단자에 병렬로 접속되어 상기 트랜스에서 발생되는 역 써지 전압을 흡수하는 바리스터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 고주파 전자식 점화장치.